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1、第三章 水 泥 n水泥的生产和原材料 n水泥的矿物组成及作 用 n水泥的水化产物 n通用水泥的特性和应 用 n其它水泥的特性和应 用 水硬性胶凝材料 按化学成分:硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥(三 系) 按用途分: 硅酸盐水泥 通用水泥 专用水泥 特性水泥 3-1硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥 一.硅酸盐水泥的生产 石灰石 粘 土 生料 熟料 水泥 铁矿石 石膏 磨细煅烧 1450C 磨细 调节凝结时间 n生产工艺:二磨 一烧 回转窑 加热 窑灰 生料 温度 二.定义 n硅酸盐水泥:熟料+石膏+(0%-5%)石灰石或高 炉矿渣 I型,P.I II型,P.II 6%-15%混合材
2、活性 非活性(不超过10%) 窑灰(不超过5%) 普通水泥 三.硅酸盐水泥的矿物组成 n主要矿物 硅酸三钙 3CaOSiO2 C3S 36%-60% 硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S 15%-17% 铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A 5%-15% 铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 10%-18% n次要矿物 游离氧化钙 f-CaO 游离氧化镁 f-MgO 含碱矿物及玻璃体 K2O,Na2O 四。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 （一）水化 C3S C2S C3A C4AF +H2O 放热 C3S2H3+Ca（OH）2 （3CaO 2SiO 3H2O） C3S2H3+Ca（OH
3、）2 C3AH6 CFH+C3AH6 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O （高硫型水化硫铝酸钙 （钙矾石）（1.5倍体积膨 胀,针状晶体,水泥杆菌)石膏消耗完 +CaSO4 3CaO Al2O3 CaSO4 12H2O 低硫型水化硫铝酸钙 探究式学习: 1.水泥水化产物显微结构分析 n显微结构分析手段 X-ray方法 透射式电子显微镜 扫描电子显微镜 n参考文献:建筑材料物相研究基础 nCSH CSH并不是完全无定形物质，而是由大小为0.1m到1m的细微 晶粒组成的近程 有序远程无序凝胶。在水泥刚开始水化的几个小时 之内，由于以无定形为主，水化物形貌不 易分辨；在龄期很长的成 熟水
4、泥浆体中，则由于结构致密，往往也不易分辨明显的水化物形 态。在标准条件下养护三天以上时，就很容易看到各种形态的C SH。 S.Daimond显微镜观察，把CSH分成四个类型，即 、 、 、 型 型CSH为纤维状凝胶 粒子，表现为针状、刺状、草状、卷箔状 等。早期从水泥颗粒伸展出去。长0.52 m，宽 0.2 m。有 的末端有分叉，但越长分叉越少。在较大水灰比的浆体中可见. 型为网络状CSH ，末端不分叉而搭接成三维空间网. 型为不规则等大粒子状. 型CSH为从熟料颗粒原始周界向内部生长的CSH 探究式学习: 1.水泥水化产物显微结构分析 n钙矾石 n 晶体 n铝相水化产物 反应能力(水化速率)
5、： C3AC4AFC3SC2S 放热反应:水化热-3天内(大部分)(初期) 水化热大小,放热速率 C3AC3S C4AF C2S (二)凝结硬化过程 最后产物:水泥石(凝胶体,晶体),未水化颗粒 内核,毛细孔(100-1000A) 初期 中期 后期 (三)影响水泥凝结硬化的主要因素 1.熟料矿物组成的影响 强 度 龄期(d) C2S C3A C4AF C3S (三)影响水泥凝结硬化的主要因素 n2.水泥细度的影响(7-200um) n3.拌合加水量的影响 化学结合水约23%,水灰比water/cement 强 度 w/c n4.养护温度和湿度的影响 标准养护条件202C,90% T1 T2 T1T2 强 度 龄期 n5.养护龄期的影响 3-14d强度增长较快,28d后增长较慢 n6.调凝外加剂的影响 C3S S3A 促凝剂 缓凝剂 n7.水泥受潮与久存 缓慢水化与碳化.表面.结快,轻微结快(压碎或重磨)
